CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CNC11.1 Lịch sử nghiên cứu11.2 Nội dung nghiên cứu21.3 Phương pháp nghiên cứu21.4 Giới hạn nghiên cứu31.5Dự kiến kết quả đạt được3CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT42 .1 Nguyên lý làm việc và cấu máy phay CNC:42.1.1 Nguyên lý làm việc42.1.2 Cấu tạo52.2 Các thành phần cơ bản của máy phay CNC82.2.1 Động cơ trục chính DC 1 chiều82.2.2 Động cơ bước92.2.3 Thân máy và đế máy102.2.4 Bàn máy:112.2.5 Cụm trục chính112.2.6 Thanh dẫn hướng122.2.7 Trục vít me, đai ốc bi122.2.8 Bộ phận truyền động từ động cơ điện tới các trục132.3 Thiết bị điều khiển132.3.1 Arduino uno132.3.2 CNC Shield142.4 Phần mềm điều khiển giám sát152.4.1 Phần mềm suất code Aspire152.4.2 Phần mềm BCNC21CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÁY CNC233.1 Thiết kế thành phần cơ khí233.1.1 Tính toán trục chính233.1.2 Tính toán trục vít me253.1.3 Tính toán và chọn động cơ bước263.2. Tính toán và lựa chọn các thành phần hệ thống283.2.1 Lựa chọn bộ nguồn283.2.2 Arduino uno R3293.2.3 CNC shield303.2.4 Mạch tăng điều tốc313.2.5 Drive A4988323.3 Thiết kế hệ thống điều khiển34CHƯƠNG 4: CHẾ TẠO MÁY PHAY CNC364.1. Chế tạo hệ thống cơ khí364.2. Lưu đồ thuật toán và chương trình điều khiển414.2.1. Lưu đồ thuật toán414.2.2. Chương trình điều khiển42 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ44 DANH MỤC HÌNH ẢNHHình 2.1 Nguyên lý hoạt động của máy CNC phayHình 2.2: Sơ đồ điều khiển máy CNCHình 2.3 : Động cơ trục chínhHình 2.4: Động cơ bướcHình 2.5 Drive điều khiển động cơ bướcHình 2.6 Cấu tạo cụm trục chínhHình 2.7 Thanh trượtHình 2.8 Trục vít me đai ốc biHình 2.9 Khớp Nối đầu trụcHình 2.10 Arduino unoHình 2.11 CNC SHIELDHình 2.13 Phần mềm AspireHình 2.14 Thiết lập công việcHình 2.15 Cửa số thiết kế 2DHình 2.16 window vẽ cơ bảnHình 2.17 Chọn hình thức phayHình 2.18 Thiết lập daoHình 2.19 Phay theo biên dạngHinh 2.20 Mô phỏng đường dao 3DHình 2.21 suất G codeHình 2.22 Kết nối với máyHình 2.23 Giao diện điều khiểnHình 3.1: Kết cấu cụm trục ZHình 3.3: Các thông số của động cơ trục ZHình 3.4 Nguồn tổ ong 12V 15AHình 3.4 arduino uno R3Hình 3.5 CNC ShieldHình 3.6 Mạch điều tốcHình 3.7 Drive A4988Hình 3.8 Hướng dẫn kết nối với vi điều khiểnHình 3.8 Điều khiển số bướcHình 3.10 sơ đồ mạch của A4988Hình 3.11 Sơ đồ khối hệ thống điều khiểnHình 4. 1: Sơ đồ lắp ghép máy hoàn chỉnhHình 4.2: Hình ảnh máy CNC sau khi hoàn thiệnHình 5.1: Hình ảnh kết quả sản phẩm máy phay CNC 3 trục sau khi phay DANH MỤC BẢNGBảng 3. 1: Các thông số vận tốc cắt Bảng 3.2:Các thông số lực cắt CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CNC1.1 Lịch sử nghiên cứuLịch sử hình thành của máy CNC đã bắt đầu từ cuối thế kỷ 18, đầu thế kỷ 19 với sự xuất hiện của chiếc máy tiện gia công kim loại thực tế đầu tiên được Henry Maudslay phát minh vào năm 1800. Nó chỉ đơn giản là một công cụ máy giữ mẩu kim loại đang được gia công, vì vậy một công cụ cắt có thể gia công bề mặt theo đường mức mong muốn. Eli Whitney phát minh năm 1818. Những chuyển động được sử dụng trong các máy công cụ được gọi là trục và thường đề cập đến 3 trục: “X” (thường từ trái qua phải), “Y” (trước vào sau) và “Z” (trên và dưới). Bàn làm việc cũng có thể được quay theo mặt ngang hay dọc, tạo ra trục chuyển động thứ tư. Một số máy còn có trục thứ năm, cho phép trục quay theo một góc ( các trục A,B,C). Những nỗ lực ban đầu để “tự động hóa” các hoạt động này sử dụng một loạt cam để di chuyển dao cụ hay bàn làm việc qua những liên kết. Khi cam quay, một liên kết lần theo bề mặt của mặt cam di chuyển công cụ cắt hay phôi qua một dãy các chuyển động. Mặt cam được định hình để điều khiển khối lượng chuyển động liên kết và tốc độ mà cam quay điều khiển tốc độ cấp dao. Một số máy vẫn còn tồn tại cho tới ngày nay và được gọi là máy kiểu Thụy Sĩ.Thiết kế máy CNC hiện đại bắt nguồn từ tác phẩm của John T. Parsons cuối những năm 1940 và đầu những năm 1950. Sau chiến tranh thế giới thứ 2, Parsons tham gia sản xuất cánh máy bay trực thăng, một công việc đòi hỏi phải gia công chính xác các hình dạng phức tạp. Thiết kế máy CNC hiện đại bắt nguồn từ tác phẩm của John T. Parsons cuối những năm 1940 và đầu những năm 1950. Sau chiến tranh thế giới thứ 2, Parsons tham gia sản xuất cánh máy bay trực thăng, một công việc đòi hỏi phải gia công chính xác các hình dạng phức tạp.Các máy CNC hiện đại hoạt động bằng cách đọc hàng nghìn bit thông tin được lưu trữ trong bộ nhớ máy tính chương trình. Bộ điều khiển cũng giúp nhân viên lập trình tăng tốc độ sử dụng máy. Ví dụ, trong một số máy, nhân viên lập trình có thể đơn giản chỉ cần nhập dữ liệu về vị trí, đường kính và chiều sâu của một chi tiết và máy tính sẽ lựa chọn phương pháp gia công tốt nhất để sản xuất chi tiết đó dưới dạng phôi. Thiết bị mới nhất có thể chọn một mẫu kỹ thuật được tạo ra từ máy tính, tính toán tốc độ dao cụ, đường vận chuyển vật liệu vào máy và sản xuất chi tiết mà không cần bản vẽ hay một chương trình. Từ các máy công cụ sơ khai với các cơ cấu cơ khí, máy CNC ngày nay hoạt động dưới sự điều khiển của hệ điều hành được lập trình tinh vi, có thể thực hiện chức năng chuyên biệt với các dòng máy phay đứng, máy phay ngang, máy phay giường, cỡ lớn, đôi cột, máy tiện đứng, máy tiện cỡ lớn, máy tiện kiểu Thụy Sĩ, máy phay, tiện 3 trục rồi 5 trục gia công các bề mặt phức tạp, máy xung, máy cắt dây EDM, đột dập liên hoàn, cắt khắc laser kim loại, phi kim cho đến các Trung tâm gia công thực hiện nhiều nguyên công liên tiếp như phay, tiện, khoan, mài, trên một máy chỉ với một lần gá đặt. Các trung tâm gia công có sự trợ giúp của các cơ cấu thay dao tự động ATC cấp phôi tự động, cánh tay robot công nghiệp,...có thể được tích hợp vào hệ thống sản xuất linh hoạt trong các nhà máy lớn. Trí tuệ nhân tạo đang ngày càng phát triển và trợ giúp con người một cách hữu ích, trong đó có máy CNC.1.2 Nội dung nghiên cứuNguyên cứu lý thuyết máy CNC 3 trụcThiết kế, chế tạo các chi tiết cơ khí máy CNC 3 trụcLắp ráp máy CNC 3 trục hoàn chỉnhNguyên cứu, điều khiển động cơ bướcNguyên cứu, điều khiển động cơ DCNguyên cứu, sử dụng các phần mềm hộ trợ: Solidwork, Arduino, Asprire, bCNC.1.3 Phương pháp nghiên cứuTừ thực tiễn các máy có sẵn trên thị trường, tham khảo đồ án của các anh khóa trước, dựa vào thông số đầu vào như chế độ cắt, vật liệu gia công, kích thước máy, nguyên lý hoạt động, giá cả và chất lượng nhóm đã chế tạo mô hình máy phay CNC 3 trục để phục vụ công tác nghiên cứu và đào tạo.Nghiên cứu lý thuyết về máy công cụ điều khiển số, lập trình, cổng song song, động cơ bước, driver trên internet, sách và các tài liệu từ đó hiểu biết về các lý thuyết này, đồng thời với việc nghiên cứu là tiến hành thử nghiệm.Sau khi thử nghiệm, đánh giá rút ra được những đặc tính của cơ cấu chấp hành phù hợp với yêu cầu của đề tài, từ đó thực hiện việc gá đặt các bộ phận cơ khí và ghép nối các các cơ cấu chấp hành với máy tính PC để được một hệ thống phần cứng hoàn chỉnh, làm cơ sở cho việc viết phần mềm điều khiển.1.4 Giới hạn nghiên cứuDo có ít kinh nhiệm điều kiện thời gian và chi phí hạn chế, mặt khác do nghiên cứu về máy CNC là một đề tài lớn. Trong phạm vi đồ án nhóm đề tài nghiên cứu về mảng điều khiển của máy phay với những đặc tính sau:Máy có công suất vừa, động cơ sử dụng cho các trục là động cơ bước được điều khiển bằng các Driver công suất máy phục vụ cho quá trình nghiên cứu về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và điều khiển của máy tiện CNC.Máy có thế gia công những vật liệu mềm như: nhôm, nhựa, gỗ.. .phù hợp với nhưng yêu cầu kỹ thuật đưa ra.Xây dựng phần giao diện kiểm soát, điều khiển và mô phỏng được quá trình gia công chi tiết.Chương trình nội suy được viết trên máy tính bằng phần mềm GRBL nghĩa là toàn bộ quá trình tính toán nội suy và đưa các xung điều khiển đến các Driver rồi đến động cơ điều khiển dịch chuyển các trục máy được thực hiện nhờ đó độ chính xác cao.1.5 Dự kiến kết quả đạt đượcMáy CNC phay gỗ, nhựaĐộ sai số ít, có thể chấp nhận đượcKhi vận hành khá là im, ít tiếng ồnĐảm bảo an toàn khi vận hành CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT2 .1 Nguyên lý làm việc và cấu máy phay CNC:2.1.1 Nguyên lý làm việcNguyên lý hoạt động của máy CNC khá là phức tạp, để hiểu được nguyên lý ta cẩn phải hiểu được cấu tạo của máy. Để hiểu một cách cặn kẽ thì tương đối mất thời gian, vì vậy phải chia nhỏ ra để nắm, thứ nhất là cấu tạo tổng quan của máy CNC nó gồm những bộ phận lớn nào, và liên kết với nhau ra sao.
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CNC
Lịch sử nghiên cứu
Lịch sử của máy CNC bắt đầu từ cuối thế kỷ 18 và đầu thế kỷ 19 với sự ra đời của máy tiện gia công kim loại đầu tiên do Henry Maudslay phát minh năm 1800, cho phép gia công bề mặt kim loại theo yêu cầu Eli Whitney cũng có đóng góp quan trọng vào năm 1818, và các chuyển động trong máy công cụ được gọi là trục, thường bao gồm ba trục chính.
Bàn làm việc có thể di chuyển theo ba trục chính: X (trái qua phải), Y (trước vào sau) và Z (trên và dưới), cùng với khả năng xoay theo mặt ngang hoặc dọc, tạo ra một trục chuyển động thứ tư Một số máy còn được trang bị trục thứ năm, cho phép quay theo một góc với các trục A, B, C Các nỗ lực ban đầu trong việc tự động hóa các hoạt động này sử dụng cam để di chuyển dao cụ hoặc bàn làm việc qua các liên kết Khi cam quay, một liên kết theo bề mặt cam sẽ điều khiển công cụ cắt hoặc phôi thông qua nhiều chuyển động khác nhau Hình dạng của mặt cam quyết định khối lượng chuyển động và tốc độ, từ đó điều chỉnh tốc độ cấp dao Một số máy kiểu này vẫn còn tồn tại đến ngày nay và được gọi là máy kiểu Thụy Sĩ.
Thiết kế máy CNC hiện đại ra đời từ công trình của John T Parsons vào cuối những năm 1940 và đầu những năm 1950 Sau Thế chiến thứ hai, Parsons đã tham gia vào việc sản xuất cánh máy bay trực thăng, một nhiệm vụ yêu cầu gia công chính xác các hình dạng phức tạp.
Máy CNC hiện đại hoạt động bằng cách đọc hàng nghìn bit thông tin từ bộ nhớ máy tính, giúp lập trình viên dễ dàng nhập dữ liệu về vị trí, đường kính và chiều sâu của chi tiết Hệ thống tự động lựa chọn phương pháp gia công tối ưu mà không cần bản vẽ Từ những máy công cụ cơ khí sơ khai, máy CNC ngày nay được điều khiển bởi phần mềm tinh vi, thực hiện nhiều chức năng chuyên biệt như phay, tiện, và gia công bề mặt phức tạp Các trung tâm gia công hiện đại tích hợp cơ cấu thay dao tự động và robot công nghiệp, hỗ trợ sản xuất linh hoạt trong các nhà máy lớn Sự phát triển của trí tuệ nhân tạo cũng đang góp phần nâng cao hiệu quả hoạt động của máy CNC.
Nội dung nghiên cứu
- Nguyên cứu lý thuyết máy CNC 3 trục
- Thiết kế, chế tạo các chi tiết cơ khí máy CNC 3 trục
- Lắp ráp máy CNC 3 trục hoàn chỉnh
- Nguyên cứu, điều khiển động cơ bước
- Nguyên cứu, điều khiển động cơ DC
- Nguyên cứu, sử dụng các phần mềm hộ trợ: Solidwork, Arduino, Asprire,bCNC.
Phương pháp nghiên cứu
Dựa trên thực tiễn các máy phay CNC hiện có trên thị trường và tham khảo đồ án của các khóa trước, nhóm đã nghiên cứu và chế tạo mô hình máy phay CNC dựa vào các thông số đầu vào như chế độ cắt, vật liệu gia công, kích thước máy, nguyên lý hoạt động, giá cả và chất lượng.
3 trục để phục vụ công tác nghiên cứu và đào tạo.
Nghiên cứu lý thuyết về máy công cụ điều khiển số bao gồm lập trình, cổng song song, động cơ bước và driver thông qua tài liệu trực tuyến, sách vở và các nguồn tài liệu khác Qua quá trình này, người nghiên cứu không chỉ nắm vững các lý thuyết mà còn tiến hành thử nghiệm thực tế để áp dụng kiến thức đã học.
Sau khi tiến hành thử nghiệm và đánh giá, chúng tôi đã xác định được các đặc tính của cơ cấu chấp hành phù hợp với yêu cầu của đề tài Dựa trên những đánh giá này, chúng tôi đã thực hiện việc lắp ráp các bộ phận cơ khí và kết nối các cơ cấu chấp hành với máy tính PC, tạo thành một hệ thống phần cứng hoàn chỉnh, từ đó làm nền tảng cho việc phát triển phần mềm điều khiển.
Giới hạn nghiên cứu
Do hạn chế về thời gian và chi phí, cùng với việc nghiên cứu máy CNC là một lĩnh vực rộng lớn, nhóm quyết định tập trung vào đề tài nghiên cứu hệ thống điều khiển của máy phay, với các đặc điểm cụ thể.
Máy tiện CNC được trang bị động cơ bước với công suất vừa, được điều khiển bởi các Driver công suất, hỗ trợ quá trình nghiên cứu về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và điều khiển của thiết bị này.
- Máy có thế gia công những vật liệu mềm như: nhôm, nhựa, gỗ phù hợp với nhưng yêu cầu kỹ thuật đưa ra.
- Xây dựng phần giao diện kiểm soát, điều khiển và mô phỏng được quá trình gia công chi tiết.
Chương trình nội suy được phát triển trên phần mềm GRBL, cho phép thực hiện toàn bộ quá trình tính toán nội suy và gửi xung điều khiển đến các Driver Nhờ đó, động cơ có thể điều khiển chính xác sự dịch chuyển của các trục máy, đảm bảo độ chính xác cao trong quá trình hoạt động.
Dự kiến kết quả đạt được
- Máy CNC phay gỗ, nhựa
- Độ sai số ít, có thể chấp nhận được
- Khi vận hành khá là im, ít tiếng ồn
- Đảm bảo an toàn khi vận hành
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2 1 Nguyên lý làm việc và cấu máy phay CNC:
Nguyên lý hoạt động của máy CNC rất phức tạp và cần hiểu rõ cấu tạo của nó Để nắm bắt dễ dàng, chúng ta nên chia nhỏ thông tin, bắt đầu từ cấu tạo tổng quan của máy CNC, bao gồm các bộ phận chính và cách chúng liên kết với nhau.
Hình 2.1 Nguyên lý hoạt động của máy CNC phay
Trong quy trình phay CNC, chi tiết cần gia công được cố định trên bàn máy, trong khi dao cắt quay thực hiện việc loại bỏ phoi Đây là những bước cơ bản trong quá trình phay CNC.
Mô hình CAD được chuyển đổi thành chuỗi lệnh CNC (mã G) để máy có thể hiểu và thực hiện Quá trình này thường do người vận hành thực hiện trực tiếp trên máy, dựa vào các bản vẽ kỹ thuật đã được cung cấp.
Một khối vật liệu, hay còn gọi là phôi, được cắt theo kích thước và đặt trên nền tảng đã được xây dựng, sử dụng một phó hoặc gắn trực tiếp lên bàn Việc định vị và căn chỉnh chính xác là yếu tố quan trọng để sản xuất các bộ phận chính xác, và các công cụ đo lường đặc biệt thường được sử dụng cho mục đích này.
Vật liệu được loại bỏ khỏi khối bằng dao cắt chuyên dụng quay với tốc độ rất cao, thường lên đến hàng nghìn vòng/phút Quá trình này bao gồm nhiều bước, bắt đầu bằng việc tạo ra một hình học gần đúng thông qua việc loại bỏ vật liệu nhanh chóng với độ chính xác thấp Sau đó, một hoặc nhiều đường chuyền hoàn thiện sẽ được áp dụng để sản xuất phần cuối cùng với độ chính xác cao hơn.
Nếu mô hình có các tính năng mà công cụ cắt không thể thực hiện trong một lần thiết lập (chẳng hạn như có một khe ở phía sau), thì phần đó cần được lật lại và các bước trước đó cần được lặp lại.
Vỏ máy và thân bệ máy, hay còn gọi là khung sườn của máy, được chế tạo qua các phương pháp đúc hoặc hàn, sau đó trải qua quá trình nhiệt luyện để khử ứng suất dư, nhằm đảm bảo cấu trúc kim loại ổn định Độ cứng cáp của vỏ máy và thân máy ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác và sự ổn định của máy Yêu cầu chính của chúng là khả năng chịu lực và độ bền cao, đồng thời hạn chế rung động, nguyên nhân gây ra sai số trong độ chính xác.
Vít me bi là cơ chế quan trọng trong việc di chuyển bệ, bàn máy và trục quay, chuyển đổi chuyển động quay của động cơ thành chuyển động tuyến tính Cơ chế này bao gồm một trục vít và ổ trục đỡ, khi trục quay, ổ trục theo dõi các đường rãnh xoắn ốc, tạo ra chuyển động tuyến tính chính xác để điều khiển bàn làm việc dưới trục chính hoặc giá đỡ trục chính.
Trục chính là thành phần quyết định độ cứng vững của hệ thống máy, ảnh hưởng đến quá trình bôi trơn và nguồn điện cung cấp, từ đó đảm bảo độ chính xác và năng suất máy móc Thiết kế trục và tối ưu tốc độ quay của trục chính sẽ mang lại hiệu quả cắt gọt tốt nhất và độ chính xác cao nhất Trục chính được gia công và kết nối với động cơ truyền động, sau đó được gắn vào giá đỡ trục chính di động Trong các trung tâm gia công, mỗi trục chuyển động thường có vít me bi riêng biệt.
2.1.2.2 Phần điện, điện tử-Hệ điều hành, bộ điều khiển
Bộ cấp nguồn và điều khiển là thành phần quan trọng trong máy CNC, được cung cấp điện qua các thiết bị lắp đặt trong tủ điện như cầu dao, cầu chì, rơ le, khởi động từ, biến tần và driver Những thiết bị này đảm bảo máy hoạt động ổn định và hiệu quả.
Hệ điều hành là thành phần trung tâm của máy công cụ, được lập trình để điều khiển quá trình chuyển động và vị trí của các thành phần chuyển động, nhằm đạt được độ chính xác cao và tối ưu hóa thời gian cắt, tốc độ, cũng như chiều sâu cắt cần thiết Một số hệ điều hành phổ biến hiện nay bao gồm FANUC, Siemens, Heidenhain, Okuma và Haas.
Hình 2.2: Sơ đồ điều khiển máy CNC
Phần điều khiển máy phay CNC: Gồm chương trình điều khiển và các cơ cấu điều khiển:
Chương trình điều khiển là tập hợp các tín hiệu, hay còn gọi là lệnh, dùng để điều khiển máy Các lệnh này được mã hóa dưới dạng chữ cái, số và một số ký hiệu khác như dấu cộng, trừ, dấu chấm và gạch nghiêng.
Các cơ cấu điều khiển nhận tín hiệu từ cơ cấu đọc chương trình và thực hiện các phép biến đổi cần thiết để tạo ra tín hiệu phù hợp với điều kiện hoạt động của cơ cấu chấp hành Chúng cũng kiểm tra hoạt động của các cơ cấu này thông qua tín hiệu từ các cảm biến liên hệ ngược Các thành phần chính bao gồm cơ cấu đọc, cơ cấu giải mã, cơ cấu chuyển đổi, bộ xử lý tín hiệu, cơ cấu nội suy, cơ cấu so sánh, cơ cấu khuyếch đại, cơ cấu đo hành trình, cơ cấu đo vận tốc, bộ nhớ và các thiết bị xuất nhập tín hiệu.
Thiết bị điện – điện tử là thành phần phức tạp và quan trọng trong hệ thống điều khiển của máy Để hiểu rõ nguyên lý cấu tạo của các thiết bị này, cần có kiến thức từ các giáo trình chuyên ngành Bài viết này sẽ giới thiệu khái quát về các thiết bị điện có trong máy.
2.1.2.3 Các cụm điều khiển chính
- Cụm điều khiển máy MCU (Machine Control Unit)
Cụm điều khiển, được hình thành từ thiết bị điều khiển điện tử, thiết bị vào ra và các thiết bị số, được xem là trái tim của máy công cụ điều khiển số CNC.
TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÁY CNC
3.1.1 Tính toán và lựa chọn trục chính
Yêu cầu bài toán: Tính toán và lựa chọn động cơ theo công suất, tốc độ.
Dữ liệu đầu vào: Chiều sâu cắt t, đường kính dao D, chiều rộng phay B…
Dữ liệu đầu ra: Vận tốc chạy dao.
- Đường kính dao phay D=3mm.
V*K v ; m/ph (3.1) n= (r.p.m) (3.2) Vật liệu dao phay thép cacbon độ bền kéo ᵟbeKG/mm2 (bảng 1-5(tt)[5])
Bảng 3 1: Các thông số vận tốc cắt (bảng 5-39)
- T0’ ( Tuổi thọ trung bình của dụng cụ cắt thông thường bảng (5-40)
- Kmv=c m*(75/ᵟ b ) nv : hệ số hiệu chuẩn (bảng 5.1-5.4)
+ Cm =1 hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào thép
- Knv=0.8 hệ số phụ thuộc vào bề mặt phôi (bảng 5-5)
- Kuv=1.4 hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt (bảng 5-6)
- Kv=Kmv.Knv.Kuv=1.1 ( hệ số hiệu chuẩn về tốc độ cắt)
Thay các thông số vào (1) ta tính được:
- Theo bảng thông số lực cắt (bảng 3-5[5])
Bảng 3.2: Các thông số lực cắt
- Kp = kmp= hệ số hiệu chỉnh cho chất lượng của vật liệu.
Vậy chọn động cơ phay trục chính 775 12DVC: Công suất 150W, tốc độ
3.1.2 Tính toán và lựa chọn trục vít me
Trục vitme của ba trục X, Y, Z có thông số giống nhau, do đó ta chỉ cần tính toán và lựa chọn trục vitme cho trục Y Từ lựa chọn này, ta có thể suy ra trục vitme cho trục X và Z.
Yêu cầu bài toán: Tính toán lựa chọn trục vitme theo đường kính và bước ren.
Hình 3.1: Kết cấu cụm trục Y
+ Gia tốc hoạt động của hệ thống : a=5m/s2
+ Trọng lượng bàn gá trục: mkg
+ Gia tốc trọng trường: gm/s2
Giả sử điều kiện lý tưởng
Fa=mg+ma*10+10*50N (3.5) Đường kính trục vit me : d1 ≥ 1.8 (3.6)
3.1.2.2 Chọn các thông số bộ truyền
- Chiều sâu cắt ren h=0.1*d1=0.8mm
- Đường kính trong dh=7.2mm
Chọn vít me d=8mm, bước ren h=4mm.
3.1.3 Tính toán và chọn động cơ bước
Yêu cầu bài toán: Tính toán và lựa chọn động cơ bước theo momen tải trọng.
- Tỉ số truyền của động cơ:
Z=1 vì nối trực tiếp động cơ với trục.
- Momen quán tính của động cơ:
Với m=5kg và R=4mm bán kính trục vít
- Momen quán tính của trục vít
- Mối quan hệ về quán tính quay cần thỏa mãn điều kiện
JT